Что показали испытания железобетонного ригеля сборного каркаса с жесткими монолитными стыками

Группа компаний МКС предложила новое конструктивное решение железобетонного ригеля для сборного каркаса с жесткими монолитными стыками. Конструкции армируются предварительно напрягаемой арматурной проволокой Вр-14000, что позволяет изготавливать их на дорожках непрерывного формования. Разработана методика испытания неразрезного ригеля в два этапа: пролетной и опорной частей по отдельности. Проведено испытание опытных образцов. Полученные результаты наглядно подтвердили правильность принятого конструктивного и расчетного решения.

В настоящее время в практике строительства многоэтажных гражданских каркасных зданий значительные объемы приходятся на сборно-монолитные ригельные системы. Их отличают возможность создания рамных и рамно-связевых схем за счет технологичного и качественного устройства жестких узлов сопряжения ригелей смежных пролетов. Простота конструкции сборной части ригеля позволяет выпускать широкую линейку типоразмеров и создавать разнообразные планировочные решения жилых зданий.
Конструктивные решения сборно-монолитных каркасов постоянно совершенствуются. В Поволжском регионе первоначальная версия серии «Сарет» возводится с различными вариантами настила: в классическом виде — из сборных тонких плит с последующей заливкой перекрытия с созданием сплошной плиты и в модернизированном — из сборных многопустотных плит. Во втором варианте существенно сокращается объем монолитного бетона. Высокой технологичностью отличается каркас «Казань — XXI век» (вариант «Казань-1000»), разработанный Мустафиным И.И. (КазГАСУ). Изготовление сборных ригелей в ненапряженном варианте и применение колонн различного поперечного сечения (прямоугольного, уголкового) позволяют расширить типологию возводимых зданий. Развивается и направление совершенствования конструктивных решений сборно-монолитных каркасов со «скрытыми» ригелями (с гладкой потолочной поверхностью). В развитии известной серии «АРКОС» с полностью монолитными ригелями предлагаются системы со сборными ригелями фигурного поперечного сечения, имеющего высоту, равную высоте плит перекрытия.
Новое направление появилось с развитием технологии безопалубочного формования сборных железобетонных конструкций. Саратовской фирмой «ИМТОС» разработана конструкция сборного ригеля корытообразного сечения, изготовляемого в предварительно напряженном варианте продольных стержней из проволоки ВР1400 без поперечного армирования. Установка поперечной арматуры производится в полую часть ригеля на строительной площадке с последующим бетонированием монолитной части конструкции. В таком варианте повышается доля монолитных работ на площадке и возникают определенные проблемы с обеспечением необходимого защитного слоя предварительно напрягаемой проволочной арматуры.
Проектным институтом компании МКС (г. Йошкар-Ола) предложен ригель с традиционной сборной частью прямоугольного сечения, но армированный проволочной арматурой. Ригель предлагается изготавливать на стендах непрерывного формования, но без использования формовочных машин, так как поперечная арматура устанавливается сразу в опалубку. Армирование ригеля показано на рис. 1.

Рис.1. Схема армирования поперечного сечения ригеля.

При внедрении серии в производство были проведены контрольные испытания сборно-монолитного ригеля. В системе каркаса ригель работает по схеме неразрезной балки. Испытание такой конструкции является достаточно трудоемким, поэтому разрабатывалась поэтапная схема испытания. Отдельно испытывались пролетная и опорная части ригеля.
Пролетная часть ригеля испытывалась по схеме однопролетной балки на действие двух сосредоточенных сил, приложенных в третях пролета (рис. 2). Расчет контрольных нагрузок для испытания по прочности жесткости и трещиностойкости проводился по ГОСТу 8829-94.

Рис.2. Схема испытания пролетной части ригеля.

При испытании фиксировались нагрузка, создаваемая винтовым домкратом ДВ-25, прогиб в середине пролета, осадка опор и характер трещинообразования. Общий вид испытания представлен на рис. 3. Испытываемый образец был загружен до контрольной нагрузки по прочности при С=1,6, при которой ширина раскрытия трещин превысила 1 мм. На рис. 4 показан график вертикальных перемещений среднего сечения испытываемой конструкции. Испытанный образец соответствовал требованиям по прочности жесткости и трещиностойкости.

Рис.3. Общий вид испытания пролетной части ригеля.
Рис.4. Характер прогиба пролетной части ригеля при испытании.

На втором этапе проведено испытание нагружением опорной части ригеля. В данном случае образец изготавливался как сборно-монолитная конструкция. К части колонны устанавливались два фрагмента сборных ригелей. После установки надопорной арматуры из 3Ø14 А400 бетонировалась монолитная часть ригелей. Схема испытания образца и общий вид испытания приведены на рис. 5. Загружение проводилось двумя сосредоточенными силами. При испытании фиксировались нагрузка, характер образования и раскрытия трещин. Для анализа стадий работы измерялись вертикальные перемещения консольных балок. На рис. 6 показан общий вид испытания, на рис. 7 — график зависимости «нагрузка — прогиб концов балок». На графике определены характерные этапы работы узла: до образования трещин (нагрузка 3000 кгс) и после образования трещин (изменение наклона графика).
Узел был загружен нагрузкой F=10500 кгс (что превысило значение контрольной прикладываемой нагрузки по проверке прочности при С=1,3 9086 кгс). При этом присутствовали признаки разрушения конструкции. Таким образом, узел выдержал испытание по прочности.

Рис.5. Схема испытания опорной части сборно-монолитного ригеля.
Рис.6. Общий вид испытания опорной части ригеля

При нагрузке F= 3000 кгс появилась первая трещина. При приложении нагрузки F=5500 кгс (контрольное значение по трещиностойкости 5523 кгс) после выдержки раскрытие трещин не превысило контрольное значение. Опорная часть ригеля соответствовала требованиям по трещиностойкости.

Рис.7. Характер прогиба балок опорной части ригеля при испытании.

Проведенные контрольные испытания по двухэтапной методике (отдельно пролетной и опорной частей) показали: ригель соответствует требованиям по прочности, жесткости и трещиностойкости.
Планируется внедрение проектного решения для производства на  комбинате строительных материалов г. Йошкар-Олы.

Поделиться
Отправить
Запинить
2018  
Популярное